大型料场扬尘无组织排放控制技术及应用_徐尧.pdf

大型料场扬尘无组织排放控制技术及应用(中钢集团天澄环保科技股份有限公司，武汉 430205)摘要:大型料场扬尘控制阳光膜大棚封闭技术是一种全新的无组织排放控制方式，具有封闭效果好、节能和经济的特点，采用新型阳光膜节能材料，实现料场的大跨度、大空间全密闭技术，能够有效控制料场污染问题，在改善大气环境的同时减少经济损失，取得了显著的成效。关键词:无组织排放；料场；扬尘污染；抑尘技术；阳光膜大棚中图分类号:X757 文献标志码:A 文章编号：1674-263X(2023)01-0135-03Abstract:The PVDF membrane structure shed closure technology for dust controlling in large material yard is a new approach to control fugitive emission.It has the characteristics of good sealing effect,energy saving and economy.Therefore,the new energy-saving material PVDF membrane is applied to realize the full sealing technology of large span and large space in the material yard,which can effectively control the pollution of the material yard,remarkably improve the atmospheric environment and reduce economic losses.Key words:fugitive emission；material yard；dust pollution；dust suppression technology；PVDF membrane structure shedThe control technology of dust fugitive emission in large-scale material yard and its applicationXU Yao CHENG Gang(Sinosteel Tiancheng Environmental Protection Science and Technology Co.,LTD.,Wuhan 430205,China)1料场扬尘污染现状目前我国城市扬尘的现象普遍存在，是无组织排放的一种，如建筑工地、道路、料场等等，料场和灰场的扬尘是城市扬尘的主要问题。露天堆放的原料厂占地面积大，散状粉尘在风力作用下易干燥，在装卸、堆取料作业过程中很容易产生大面积的扬尘，对周围的大气环境造成严重的污染，影响周边的正常生活环境，同时物料的露天堆放会导致大量风蚀和淋湿，严重影响了物料的品质，给企业造成一定程度的经济损失1。扬尘问题解决不好城市扬尘控制也就达不到好的效果，钢铁企业超低排放改造工作方案 中提出：严格控制无组织排放，优化厂区物流，减少物料倒运。铁精矿、煤、焦炭、烧结矿、球团矿、除尘灰等散状物料，应密闭储存和输运，所有物料落料点、破碎筛分设备等，应配备集气罩和除尘设施，或采取喷雾等抑尘措施，烧结、球团竖炉、炼钢、轧钢等主要生产车间以及高炉出铁场、钢渣处理设施应封闭，炼钢车间设置屋顶罩，对焦炉炉体实施密封。传统的抑尘方式已经不能满足新的环保要求，中钢集团天澄环保科技股份有限公司自主研发的阳光膜封闭技术是一种全新的无组织排放控制技术，封闭效果好、节能、经济。2传统的料场扬尘污染控制措施2.1 洒水降尘技术在众多的防尘方法中，洒水降尘是目前我国最常见的防尘方法，方法简单，操作容易，短时间内效果明显。但由于水分蒸发速度受环境温度影响较大，尤其是在高温炎热的夏天，洒水蒸发速度过快，收稿日期：2022-12-07 作者简介：徐 尧（1983），男，硕士，高级工程师，研究方向：大气污染治理及相关环保管理。Vol.36 No.1202303第 36 卷 第 1 期202303HEILONGJIANG HUANJING TONGBAO黑 龙 江 环 境 通 报徐 尧，程 罡 136第 36 卷有效抑尘时间短，根本达不到防尘的作用，而且频繁洒水还会浪费水资源，增加能耗，因此洒水降尘受到了很大的限制。2.2 防风抑尘网技术防风抑尘网简称防尘网，是一种多孔的类似屏风的阻挡物，在安装完成之后能够在其背面由于它的阻挡作用而形成一个低风速的保护区，在这片区域内能够较好地阻止沙粒、矿粉和尘埃等的运动，能够非常有效地防止飞尘在防风抑尘网附近形成的漩涡风和扬尘2。防尘网抑尘虽然能够起到一定的抑尘作用，但存在二次污染，抑尘效果有待提高，因此没有得到广泛的应用。2.3 全密闭钢结构大棚抑尘技术料场封闭钢结构大棚技术是伴随空间结构发展而形成的环保治理技术，其主要形式是将露天堆放的原料厂进行封闭处理，避免外界环境对原料的影响。封闭料场的抑尘效果非常明显，而且不存在二次扬尘污染的问题，能够最大限度地控制料场粉尘污染问题。但钢结构厂房造价高，采光效果差需要照明，能耗大，而且场内的扬尘污染会影响生产作业及工人的身心健康。3料场扬尘无组织排放控制阳光膜大棚封闭技术料场（灰场）扬尘控制阳光膜封闭技术采用新型轻质透光的膜材料及大跨度、大空间的膜结构，对大型料场（灰场）进行全封闭，有效防止料场大面积扬尘。同时，在阳光膜大棚内部采取高效适用的抑尘措施及合理的通风措施，可遏制粉尘外逸，保障棚内工作环境。经过迁钢、水钢和龙钢等企业的示范工程的近几年运行情况来看，阳光膜大棚封闭效果显而易见，膜材料和膜建筑结构安全稳定，照明节能效果显著，台风、雪灾等恶劣天气也完全能够应对自如。应用实践证明，阳光膜大棚密闭技术是大型料场无组织排放扬尘控制的理想方案。3.1 节能阳光膜材料根据料场作业要求、气候条件以及原料性能等，采用结构编织工艺与数值模拟方法设计高强透光织物，采用改性技术设计耐候耐污阻燃共聚物，通过复合技术设计出轻质节能阳光膜样品，通过后期的膜样品性能评估和工业应用实验反馈信息，开发出具有优良透光率的同时能够耐热、耐腐蚀、抗老化、阻燃和抗污性能的共聚物高分子膜材料，并且能够直接应用于后期的阳光膜结构中。3.2 大跨度拱形轻钢结构根据料场跨度以及封闭面积，同时综合考虑大跨度拱形轻钢结构的建筑功能、业主使用、结构经济性及施工可行性等因素，以安全、经济适用为原则，确定大跨度轻钢结构形式、结构构建材料以及钢结构节点构造，研发出一种跨度大、强度高、重量轻、安全可靠的钢骨架结构形式，可根据不同应用场所细分为管弦桁架、张弦结构、网壳结构等骨架形式。3.3 棚内物料装卸抑尘技术当棚内生产设备在进行装卸料或堆取料的工作作业时，由于倾倒的物料将会占据一定的空间，使料堆附件的空气受到压缩，受到压缩的空气会通过间隙向周围猛烈挤出，形成高速流动的气流。气流将会和堆料表面的微小固体颗粒一起逸出，从而导致动态扬尘3。针对这种棚内动态扬尘，研制了多种形式的除尘方案，包括喷水、喷雾或设置吸气罩除尘站，保障棚内区的工作条件，遏制粉尘外逸。3.4 棚内温度场分析及全面通风技术阳光膜大棚是全封闭空间，当夏季室外温度高时，棚内温度居高不下，工人的作业环境恶化。针对这一系列问题，开发大棚内部温度场模拟分析技术，掌握棚内温度分布和最高温度数值，同时与工业通风技术相结合，保障棚内工作区域温度适宜，形成具有自主知识产权的膜大棚内部温度场及流场分析方法，应用于示范工程（见图 1）。3.5 阳光膜大棚建筑消防技术膜结构建筑作为新型建筑形式用于城市料场（灰场）扬尘控制，在抑尘、节能、自洁、使用寿命等方面具有优势，得到广泛的应用，然而由于膜结构建筑结构上比常规建筑要复杂多变，内部空间大，设施多，膜结构建筑中储存物料可能为易燃物等，图 1 阳光膜封闭控制技术工程应用实例黑 龙 江 环 境 通 报137第 1 期徐 尧，等：大型料场扬尘无组织排放控制技术及应用所以火灾识别和消防技术十分重要。根据大棚建筑特点、棚内物料性质和堆取方式，针对建筑面积大、室内净空超高、内部空间不易分隔、危险等级高、火灾蔓延速度快的膜结构建筑，研发了消防水炮灭火系统，利用烟雾检测、温度检测等手段，同时配备高效消防措施，在大跨度大空间范围内能够准确地识别火灾，发现火源后及时灭火，保证工作区的安全4。4料场阳光膜大棚封闭技术特点及指标4.1 技术特点料场阳光膜全封闭抑尘技术具有显著的优势，主要表现在：1）构筑内部无支撑的大空间。由于阳光膜大棚大跨度大柱距的结构特点，可以为用户提供足够宽大的内部空间，对生产的影响降到最低。2）良好的自洁性。由于膜材表面的 PVDF 涂层具有很好的自洁性能，堆积在建筑表面的灰尘能被雨水冲走而达到自洁的效果，可以长久地保证建筑表面光亮如新。3）良好的环保节能性能。在节能方面，膜材料具有较高的热反射率和散热率，热传导率低，1mm 厚膜材的保温性能等同于 190mm 厚砖墙；在照明方面，膜材对自然光的透光率为 8%15%，透射光在结构内部产生均匀漫射，无阴影、无炫光、无死角，在正常日照条件下无需照明。4）防火性能好。膜材为难燃材料，具有耐高温的特点，明火离开后即自熄。5）适 应 性 强、耐 久 性 好。膜 材 料 在 酸、碱等化学环境下性能稳定，正常使用温度环境为-40160，耐久性 15 年以上。6）无后期维护。大型料场一般建于工业厂区，周边环境较差，一般传统彩板围护钢结构 35 年需清洗，78 年需更换彩板维修。PVDF 膜材料耐各种酸碱腐蚀，15年内无需维护。极限寿命可达2030年。7）优异的经济性能。膜材厚度约为 1mm，重量为 1kg/。用膜材为屋面材料的屋盖结构其重量大的低于传统钢结构，同时也可降低基础造价，整体造价比传统钢结构大棚降低 30%。8）施工周期短。膜材的裁剪制作、钢结构制作等均在工厂内完成，可与基础工程同时进行。现场只需进行安装作业，相对于传统建筑工程大大缩短了工期。9）可重复利用。阳光膜大棚所有构件均为预制构件，连接及拆卸方便迅速，可以根据需要整体或部分搬迁。10）优良的抗灾害性能。膜结构质轻，属柔性结构，能够承受很大的位移，在极端条件下（飓风、地震等自然灾害）不易发生倒塌。由于其质轻，在发生倒塌时造成的次生灾害小。同时，由于膜结构施工周期短，修复迅速，方便组织灾后重建工作。4.2 技术指标1）扬尘排放总量下降 98%；2）膜材料寿命不低于 15 年；3）跨度：50150m；4）缩短工期 50%；5）节能 50%。5工程应用自该技术研发以来，已经在全国钢铁冶金行业多个大型料场进行实际运用，运用案例如下：1）首钢迁钢球团矿粉 2000 料场封闭项目2）首钢迁钢球团氧化球 3000 料场封闭项目3）首钢水钢动力煤场 3500 料场封闭项目4）陕西龙钢 14#精矿 12000 m2 料场封闭项目5）陕西龙钢 14#料场 33000 m2 封闭项目6）莱钢烧结料场 30600 m2 封闭项目自从料场进行阳光膜大棚封闭后，其四周区域的环境状况得到了大幅度改善，扬尘量明显减少，满足环保要求，得到了用户的肯定。6结论料场扬尘控制阳光膜封闭技术与传统的抑尘技术相比，具有得天独厚的先进性、便利性和经济性，凭借其本身的环保特性、全封闭式结构设计、高效的节能率、低建设成本和维护成本、长时间的使用寿命、便捷的施工条件、智能化监控体系，势必在各行业中得到越来越广泛的应用。参考文献：1张晶,胡春玲,任庆.城市扬尘污染现状及防治对策J.环境保护科学,2008(02):4-6.2金晖.冶金原料场粉尘抑制技术与措施探讨 C/第九届中国钢铁年会论文集.2013:2216-2219.3李月生,许秦坤.常见微细粉尘的扬尘机理分析 J.江西有色金属,2008,22(04):50-52.4焦美联.大空间建筑灭火系统浅析 J.山西建筑,2010,36(23):216-217.